Confuso sobre o "terreno" interno do opamp
(bem. NÃO estou falando de "terreno virtual" em toda esta questão /)
Como esta figura mostrou, um OP pode ser visto como:
Todos nós sabemos que um amplificador operacional como este tem duas entradas e uma saída - a tensão de entrada é simplesmente a tensão entre as duas entradas - mas para a tensão de saída, parece que (na figura acima) há um símbolo de "terra" dentro do opamp.
Uma vez que o opamp não tem nenhuma porta conectada ao solo (a Terra real), o que é esse símbolo de "aterramento"? Essa resposta fornece uma boa explicação, mostrando que "aterramento" é na verdade o eletrodo negativo da alimentação CC (A alimentação -V na figura acima).
(Espere! Não marque como duplicado. Leia mais adiante.)
Mas é aqui que surge a minha pergunta - porque uma coisa eu sei é que a maioria das fontes de alimentação DC não são aterradas na terra real - ou seja, elas estão flutuando. Portanto, não sabemos qual é a sua voltagem se referindo à Terra real. Talvez no negativo da alimentação DC, ele ainda esteja tendo, digamos, tensão de 1 V referindo-se à Terra real.
Isso está tudo bem até que aterramos (à terra real) a entrada não inversora e conectemos a entrada inversora à saída para formar um circuito de feedback negativo. ou seja, a imagem abaixo
Então, quando houver uma tensão entre as duas entradas, a saída produzirá tensão. Mas ESPERE ... Essa tensão de saída não é produzida em relação à Terra real - mas em relação ao negativo da alimentação CC flutuante (conforme a resposta vinculada e explicada anteriormente)! Ou seja, se a alimentação -V ainda tiver uma tensão de 1V em relação à terra real, a saída sempre terá mais 1V em relação à terra real!
Bem, eu também fiz experiências em relação a esta questão que me confundiu por mais de uma semana. Eu não encontrei tais problemas, porque mesmo para a fonte flutuante DC, ela ainda manteve um bom zero volts referente ao terra (terra real) ... Eu não sei porque uma fonte flutuante DC pode funcionar tão bem , assim como um aterrado ... (Por quê? Por favor me diga por quê) - Mas afinal, ele está flutuando - o que significa que não há garantia de que o lado negativo da alimentação DC é sempre exatamente 0V se referindo à terra real. ..
Eu sou um novato em elétrica .. Há algo que eu não entendi acima? Na verdade, o conceito de aterramento e flutuação parece terrivelmente difícil para mim ...
Respostas
Como o ganho de saída de um amplificador operacional é tão grande, não importa realmente se o símbolo de aterramento para a fonte de tensão de saída é o barramento -ve, o barramento + ve ou algum ponto intermediário entre os dois, os erros que o movem entre esses pontos serão diminuídos pelo erro de tensão de deslocamento de entrada do amplificador.
O símbolo de aterramento é provavelmente mostrado devido a uma superabundância, mas obviamente realizado de forma inconsistente, cuidado por parte do autor em não mostrar a fonte de tensão de saída referenciada a nada.
A fonte de tensão de saída fornecerá corrente do trilho + ve e dissipará a corrente para o trilho -ve. O ponto real no qual a equação de ganho é referenciada é algum ponto entre os trilhos que é estabelecido por relações de resistores e capacitores explícitos ou parasitas, portanto, variará com a frequência.
O símbolo de aterramento dentro do amplificador operacional em sua imagem superior pretende representar a tensão central exata entre as fontes Vpos e Vneg. Portanto, se você conectar Vneg ao aterramento, o ponto médio natural estará entre o Vpos e o aterramento.
Mas é apenas uma aproximação das coisas E, realmente não importa se você assumir que é relativo ao pino de alimentação negativo porque ... o alto ganho de malha aberta do amplificador operacional (e feedback negativo) garante que a entrada Vin - é igual a entrada Vin + e isso força Vout a ser exatamente o que precisa ser para garantir que a situação continue assim. Isso significa que o Vin + se torna o ponto de referência "rei".
Um amplificador operacional é projetado para funcionar com feedback negativo. No esquema abaixo, negligenciando a tensão e a corrente de deslocamento e assumindo que o amplificador operacional está operando em sua região linear,
\$V_{Out}+V_{In-} = V_{In+}+V_{Ref}\$
ou
\$V_{In+}-V_{In-} = V_{Out}-V_{Ref}\$
A partir desta equação, é claro que o "aterramento" ao qual a saída é referenciada é fornecido por \$V_{Ref}\$. Ele não está intrinsecamente relacionado ao barramento negativo da fonte de alimentação ou ao aterramento em uma fonte de alimentação dividida. Nós poderia amarrar \$V_{Ref}\$ para qualquer um deles (assumindo no primeiro caso que o amplificador operacional é "trilho para trilho"), mas onde o "aterramento" da saída é definido, é simplesmente a escolha do designer.
simular este circuito - Esquema criado usando CircuitLab